礦山開采沉陷學(知識點整理)

1、礦山開采沉陷學1礦山開采沉陷學礦山開采沉陷學第一章：第一章：1：在地下開采前，巖體在地應力場作用下處于相對平衡狀態(tài)。局部礦體被采出后，在巖體內部形成一個采空區(qū)，導致周圍巖體應力狀態(tài)發(fā)生變化，引起應力重分布，從而使巖體產(chǎn)生移動變形和破壞，直至達到新的平衡。隨著采礦工作的進行，這一過程不斷重復。它是一個十分復雜的物理、力學變化過程，也是巖層產(chǎn)生移動和破壞過程，這一過程和現(xiàn)象稱為巖層移動巖層移動。2：充分采動區(qū)COD位于采空區(qū)中部上方，其移動

2、特征是：煤層頂板在上覆巖體重力作用下，先向采空區(qū)方向彎曲，然后破碎成大小不一的巖塊向下冒落而充填采空區(qū)。此后，巖層成層狀向下彎曲，同時伴隨有離層、裂隙、斷裂等現(xiàn)象。成層狀彎曲的巖層下沉，使冒落破碎的巖塊逐漸被壓實。移動結束后，此區(qū)內下沉的巖層仍平行于它的原始層位，層內各點的移動向量與煤層法線方向一致，在同一層內的移動向量彼此相等。3：巖層移動形式（一）彎曲，這巖層移動的主要形式。當?shù)叵麻_采后，從直接頂板開始沿層面法線方向彎曲，直到地表。

3、（二）巖層的垮落（或稱冒落）。當煤層采出后，采空區(qū)附近上方巖層彎曲而產(chǎn)生拉伸變形。當拉伸變形超過巖層的允許抗拉強度時，巖層破碎成大小不一的巖塊，冒落充填于采空區(qū)。此時，巖層不再保持其原有的層狀結構。這是巖層移動過程中最劇烈的形式，通常只發(fā)生在采空區(qū)直接頂板巖層中。（三）煤的擠出（又稱片幫）。采空區(qū)邊界煤層在支承壓力作用下，一部分被壓碎擠向采空區(qū)，這種現(xiàn)象稱為片幫。由于增壓區(qū)的存在，煤層頂?shù)装鍘r層在支承壓力作用下產(chǎn)生豎向壓縮，從而使采空區(qū)

4、邊界以外的上覆巖巖層和地表產(chǎn)生移動。（四）巖石沿層面的滑移。在開采傾斜煤層時，巖石在自重力的作用下，除產(chǎn)生沿層面法線方向的彎曲外，還會產(chǎn)生沿層面方向的移動。巖層傾角越大，巖層沿層面滑移越明顯。沿層面滑移的結果，使采空區(qū)上山方向的部分巖層受拉伸，甚至剪斷，而下山方向的部分巖層受壓縮。（五）垮落巖石的下滑（或滾動）。煤層采出后，采空區(qū)為冒落巖塊所充填。當煤層傾角較大，而且開采自上而下順序進行，下山部分煤層繼續(xù)開采而形成新的采空區(qū)時，采空區(qū)上

5、部垮落的巖石可能下滑而充填新采空區(qū)，從而使采空區(qū)上部的空間增大，下部空間減小，使位于采空區(qū)上山部分的巖層移動加劇，而下山部分的巖層移動減弱。（六）底板巖層的隆起。當?shù)装鍘r層較軟時，在煤層采出后，底板在垂直方向減壓，水平方向受壓，導致底板向采空區(qū)方向隆起。礦山開采沉陷學3表示。8：地表移動盆地的特征在移動盆地內，各個部位的移動和變形性質及大小不盡相同。在采空區(qū)上方地表平坦、達到超充分采動、采動影響范圍內沒有大地質構造條件下，最終形成的靜態(tài)

6、地表移動盆地可劃分為三個區(qū)域（圖7b）移動盆地的中間區(qū)域（又稱中性區(qū)域）；移動盆地的內邊緣區(qū)（又稱壓縮區(qū)域）；移動盆地的外邊緣區(qū)（又稱拉伸區(qū)域）。在剛達到充分采動和非充分采動時，盆地內不出現(xiàn)中間區(qū)域。拐點：內外邊緣區(qū)分界點、下沉曲線凹凸變化點。水平煤層水平煤層開采時地表達到充分采動的地表移動盆地，它有下列的特征：（1）地表移動盆地位于采空區(qū)的正上方。盆地的中心（最大下沉點所在的位置）和采空區(qū)中心是一致的。盆地的平底部分位于采空區(qū)中部正上

7、方。（2）地表移動盆地的形狀與采空區(qū)對稱。矩形－－橢圓形（3）移動盆地內外邊緣區(qū)的分界點，大致位于采空區(qū)邊界的正上方。（4）在水平煤層開采的條件下，非充分采動和剛達到充分采動的地表移動盆地的特征和超充分采動的移動盆地特征相似，不同的是移動盆地內不出現(xiàn)中性區(qū)域，只有一個最大下沉點，且最大下沉點位于采空區(qū)中心的正上方。傾斜煤層傾斜煤層開采、地表未達到充分采動時，地表移動盆地有如下特征：（1）傾斜方向上，盆地中心（最大下沉點）偏向采空區(qū)下山方